ВВЕДЕНИЕ 3
1 ГЛАВА. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ 6
1.1 Обзор российских научных работ по повышению ресурса ДВС 6
1.2 Обзор зарубежных научных работ по повышению ресурса ДВС 15
1.3 Основные нормативы ТО и ремонта автомобилей и их корректирование .. 16
1.4 Американская проблема технического обслуживания 20
1.5 Система работы монитора жизни моторного масла 24
1.6 Постановка задачи исследования 28
Выводы по первой главе 37
2 ГЛАВА. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ 38
2.1 Подготовка для сбора данных 39
2.2 Разработка программного обеспечения 39
2.3 Тестовые испытания 40
Выводы по второй главе 49
3 ГЛАВА. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ НАРАБОТКИ ДВС
ОТ НАГРУЗКИ 51
3.1 Исходные данные 51
3.2 Выбор данных для математической модели 52
3.3 Методы расчёта системы линейных алгебраических уравнений 57
Выводы по третьей главе 60
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62
Приложение А 68
Автомобильный транспорт играет большую роль в развитии любой страны. В 2018 году в Российской Федерации парк легковых автомобилей насчитывает почти 44 млн. единиц [1].
Для каждого автовладельца использование автомобиля несет в себе как положительные, так и отрицательные моменты. Из положительного можно отметить комфорт и оперативность перемещения, независимость в плане передвижения, получение удовольствия от вождения. Однако, в процессе эксплуатации, автовладельцам приходится сталкиваться с различными проблемами: избежание аварийных ситуаций на дороге, соблюдение норм и требований к участникам дорожного движения, поддержание исправного технического состояния и т. д..
На техническое состояние автомобиля оказывают влияния условия эксплуатации, при которых они используются. При этом условия эксплуатации ускоряют или замедляют изменение параметров их технического состояния. Такое состояние неминуемо приводит к увеличению затрат на обеспечение работоспособности автомобилей, что должно быть учтено при определении нормативов ТЭА.
Так, автомобили, работающие в более тяжелых условиях эксплуатации, потребуют для обеспечения работоспособности больших трудовых и материальных ресурсов, а затраты на ТО и ремонт автомобилей будут объективно выше. Следовательно, существует проблема в области деятельности автомобильного транспорта. Проблема заключается в объективном учете условий эксплуатации при организации ТЭА. Одной из основных задач, направленной на решение проблемы является обоснованное оперативное корректирование нормативов ТЭА на основе утвержденных нормативов трудоемкости, периодичности и ресурса автомобилей.
Для поддержания исправного технического состояния на сегодняшний день в нашей стране и за ее пределами недостаточно внимания уделяется вопросам влияния условий эксплуатации. Автопроизводители рекомендуют период прохождения технического обслуживания автомобиля от 10 тыс. км до 15 и более тыс. км пробега, но не реже 1 раза в год, при этом необходимо учитывать и условия эксплуатации автомобиля, которые должен определять водитель. Например, эксплуатация по пыльным, грубым, грязным дорогам или многократные поездки на короткие расстояния. Учитывать тяжелые условия необходимо потому, что несвоевременная замена масла приводит или к неоправданной ранней замене еще годного масла; или становится причиной сокращения ресурса двигателя и замены дорогостоящих компонентов автомобиля, в случае слишком поздней замены, когда масло уже потеряло свои свойства.
Наиболее широко условия эксплуатации учитывает Положение о ТО и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта [31], но данное положение последний раз переиздавалось в 80-х годах для той технике, которая выпускалась и эксплуатировалась на тот момент времени. Следовательно, все нормативы и коэффициенты корректирования в зависимости от условий эксплуатации с учетом изменившегося уровня надежности современных автомобилей, давно устарели.
Гипотеза: Необходимо изменить способ учета наработки ДВС, с той целью, чтобы учитывать реальные условия эксплуатации ДВС. Можно, например, учитывать нагрузку на двигатель, так как внешние условия, такие как, движение по ухабистым дорогам или по холмистой местности, эксплуатация автомобиля с длительными периодами работы двигателя на холостом ходу или поездками на небольшие расстояния при низких температурах окружающего воздуха, стиль вождения водителя и т.д. напрямую влияют на нагрузку.
Апробация работы:
Основные положения и выводы, полученные в ходе диссертационного исследования, изложены в международных студенческих конференциях:
Сватков М.А. Мальчиков С.В Учёт условий эксплуатации при корректировании Нормативов ТО и Р. (Обзор существующих актуальных методов) / Сватков М.А. Мальчиков С.В. Проспект свободный - 2017 [54].
Сватков М.А. Мальчиков С.В Метод определения наработки ДВС с учётом нагрузки / Сватков М.А. Мальчиков С.В. Проспект свободный — 2018
Перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых опубликованы основные научные результаты диссертации:
С.В. Мальчиков, М.А. Сватков, И.М. Колесников, И.М. Блянкинштейн К вопросу определения фактической наработки ДВС/ С.В. Мальчиков, М.А. Сватков, И.М. Колесников, И.М. Блянкинштейн. Журнал «интеллект. Инновации. Инвестиции»[55].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, общих результатов и выводов, списка использованных источников. Объем диссертации составляет 85 страниц машинописного текста, содержит 3 таблицы и 24 рисунка, 1 приложение, список использованных источников из 60 наименований.
По результатам исследования сделаны следующие выводы:
Изучены влияния различных параметров работы (скорость движения, время работы, количество оборотов и т. д.) на интенсивность износа ДВС.
Разработана программа, отслеживающая рабочие параметры двигателя (нагрузку, обороты КВ и пр.).
Проведён эксперимент по сбору информации о рабочих параметрах ДВС при различных условиях его работы.
В результате эксперимента определено, что наработка автомобилей в моточасах и в км пробега достаточно слабо связана с количеством оборотов ДВС и ни коем образом не связана с нагрузкой.
Предложен новый способ измерения наработки ДВС.
Получен общий вид математической модели интенсивности износа ДВС и старения эксплуатационных материалов.
1. Численность парка легковых автомобилей в РФ [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://www.autostat.ru/infographics/29445/
2. Абакумов, Г.В. Корректирование режимов технического обслуживания автомобилей при эксплуатации в переменных условиях / Г.В. Абакумов, В.Г. Логачев, А.Н. Макарова // Научно-технический вестник Поволжья. —2014, 3, 54-57.
3. Аникеев, В.В. Корректирование нормативов ресурса автомобильных двигателей с учетом сезонной вариации интенсивности и условий эксплуатации (на примере двигателей автомобилей КамА3^310): автореф. дис. канд. техн. наук. Тюмень, 2002. - 20.
4. Слитников, К.Л. Обоснование периодичности предупредительных ремонтов автомобильных ДВС с целью сокращения эксплуатационных затрат. / К.Л. Слитников, И.К. Данилов // Вестник Саратовского государственного технического университета. - 2013. - №3 (58). - Вып. 2. - С. 139-142.
5. Немков, М.В. Корректирование нормативов технической эксплуатации специальных автомобилей с учетом режима работы: автореф. дис. канд. техн, наук: 05.22.10 / Немков Михаил Васильевич. Тюмень, 2002. - 120.
6. Павленко, Е.А. Повышение эффективности эксплуатации автомобилей на основе создания инновационного диагностического комплекса: автореф. дис. канд. техн, наук: 05.22.10 / Павленко Евгений Александрович. Липецк, 2010.-202 с
7. Ильин, С.А. Комплекс дистанционной диагностики электронных систем управления двигателем: автореф. дис. канд. техн, наук: 05.09.03 / Ильин Сергей Анатольевич. Черкизово, 2005.-136 с.
8. Таричко, В.И. Методические основы совершенствования технического диагностирования двигателей внутреннего сгорания: автореф. дне. канд. техн, наук: 05.04.02 / Таричко Вадим Игоревич. Москва, 2013.-196 с.
9. Данилова, И.К. Диагностирование технического состояния дизелей мобильными устройствами / И.К. Данилов, Ю.И. Данилов, К.Л. Слитников, Д.А. Бондарев // Совершенствование технологий и организации обеспечения работоспособности машин: сб. науч. тр. - Саратов: СГТУ
10. Ольшевский, С.Н. Комплексный контроль технического состояния ДВС по параметрам переходных режимов: автореф. дис. канд. техн, наук: 05.20. 30 / Ольшевский Сергей Николаевич. Новосибирск, 2005.-75 с.
11. А.с. № 243999. СССР. Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания / В.А. Змановский, В.М. Лившиц, В л. А. Змановский. Б. И.- 1969,- №4.
12. А.с. № 866432 СССР. Способ определения технического состояния многоцилиндровых ДВС /А.А. Отставнов, А.С. Гребенников.- Б.И.- 1981.-№35.
13. Чиркина, С. Ю. Синтез управления двигателем внутреннего сгорания на основе экспериментальных данных: диссертация ... канд. Техн, наук: 05.13.06 / Чиркин Сергей Юрьевич; [Место защиты: Моск. гос. индустр. ун-т].- Москва, 2010.- 164 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2239
14. Гриб, В. В. Компьютерное моделирование изменения технического состояния механизма ДВС в процессе эксплуатации / В. В. Гриб, И. М. Петрова, Р. В. Жуков И Вестник МАДИ (ГТУ). - 2004. - вып. 2. - С. 17-24.
15. Горбанева, А. В. Анализ технического состояния ДВС по расходу масла в условиях Сибири / А. В. Горбанева, В. В. Коваленко, Н. Ф. Булгаков, А. И. Грушувский // Успехи современной науки. - 2017. - №6. - С. 147—151.
16. Чеплыгин, А. С. Экспериментальное исследование влияния состояния поверхностей трения ДВС на показатели его работы / А. С. Чеплыгин, А. С. Сергеев, А. Ю. Шабанов, А. А. Сидоров // СПбПУ Петра Великого. - С. 6-7.
17. Третьяков, А. И. К вопросу анализа состояния ДВС по параметрам работающего масла автомобиля / А. И. Третьяков, А. В. Голев, А. Г. Рудаков // Современные автомобильные материалы и технологии (САМИТ). - 2013. — №73. - С. 225-229.
18. Иванов, А. Л. Диагностика ДВС по наличию продуктов износа и посторонних примесей в моторном масле / А. Л. Иванов, Б. В. Журавский // Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия. - С. 313 Б. В. 318.
19. Гусаков, С. В. Регистрация и методика обработки мгновенной частоты вращения коленчатого вала с целью /С. В. Гусаков, В. А. Новиков // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания. —
2016. - №12.- С. 19-23.
20. Серков, А. П. Прогнозирование рациональных сроков замены моторных масел в условиях эксплуатации дорожных и строительных машин / А. П. Серков, В. И. Иванов // Сибирская государственная автомобильно¬дорожная академия. - С. 441-446.
21. Андреева, Л. И. Исследование эксплуатационной надежности карьерных автосамосвалов / Л. И. Андреева, Ю. Ю. Ушаков // Известия УГГУ —2016. - №3.- С. 74-77.
22. Серикова, Е. А. Способы адаптивного прогнозирования остаточного ресурса ДВС / Е. А. Серикова, А. В. Бажинов // Вестник ХНАДУ. - 2012. — №56. - С. 46-50.
23. Говорущенко, Н. Я. Исследование влияния условий работы на физический ресурс транспортной машины / Н. Я. Говорущенко, С. Н. Мастепян // Вести автомобильно-дорожного института - 2006. - №1. - С. 5-9.
24. Гоева, В. В Зависимость предельного износа и ресурса деталей от форсирования ДВС / В. В. Гоева, Н. Е. Гришин, В. А. Коченов // - С. 48-63.
25. Перский, С. Н. К вопросу повышения ресурса работы ЩИ ДВС / С. Н. Перский, С. В. Беляев, А. А. Селиверстов // Инновационное развитие. - 2017. - №12.- С. 81-83.
26. Бажинов , А. В. Программно-аппаратный комплекс оценки остаточного ресурса двигателя внутреннего сгорания / А. В. Бажинов, Е. А. Серикова // - 2009 - 6 с.
27. Бажинов, А. В. Моделирование износа цилиндропоршневой группы ДВС / А. В. Бажинов, Е. А. Серикова // Автомобильный транспорт. - 2010. — №26. - С. 78-80.
28. Шабанов, А. Ю. Исследование процессов старения моторного масла при различных режимах работы двигателя / А. Ю. Шабанов, А. Б. Зайцев, А. А. Метелев, А. В. Винцаревич // - С. 64-68
29. Ракитин А. Н. Влияние сезонных изменений условий и интенсивности эксплуатации на поток отказов автомобилей: дис. канд. техн, наук: 05.22.10 / Ракитин Александр Николаевич. Тюмень, 2004. — 165.
30. Журнал Международной конфедерации измерений [Электронный ресурс]: режим доступа: https://www.scopus.com/
31. Положение "О техническом обслуживании и ремонте подвижного состава автомобильного транспорта" от 20 сентября 1984 г. Министерство автомобильного транспорта РСФСР
32. Alina Tugend Замена масла на 3000 миль / Alina Tugend // The New
York times. - 2010 [Электронный ресурс]: режим доступа:
https://www.nytimes.Com/2010/09/11/your-money/11shortcuts.html
33. Service Bulletin: Работа монитора жизни моторного масла (комментарии к алгоритмам и практике использования)^ бюл. № SB 2013-04¬16-2. - 4 с.
34. Руководство по ремонту и эксплуатации Nissan [Электронный
ресурс] http: //mashintop .ru/manual. php? marka_id=53
35. Руководство по эксплуатации Geely ресурс] - режим
доступа: https://geely-motors.com/services/rukovodstvo-po-ekspluatacii
36. Руководство по ремонту и эксплуатации MAN [Электронный
ресурс] http://www.avtodiagnostika.info/manuals-man/
37. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1989. - 31 с.
38. Верхорубов, В.В. К вопросу применения понятия “моточас” при оценке расхода топлива и корректирования периодичностей технического обслуживания автотранспорта / Верхорубов В.В. // Труды конференции: сб. статей. — Курск, 2017 - С. 72-74.
39. Кузнецов А.С. Слесарь по ремонту автомобилей Учебное, пособие для нач. проф. образования. — М.: Академия, 2011. — 304 с. — ISBN 978-5-7695-8083-3.
40. Чигинев, А. А. Методика измерения силы трения поршневых колец о гильзу цилиндра в рабочей камере двигателя внутреннего сгорания [Электронный ресурс]: магистерская диссертация: 12.04.01 / А. А. Чигинев; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт компьютерных наук и технологий ; науч. рук. В. А. Сушников. —Качканьян Р. А., Кульмагамбетов К. С. Пути снижения потерь на трение в кривошипно¬шатунном механизме поршневых ДВС // Молодой ученый. — 2016. — №10. —
С. 231-234. Режим доступа: http://elib.spbstu.ru/dl/2/v16-2288.pdf7en/info
41. Качканьян Р. А., Кульмагамбетов К. С. Пути снижения потерь на трение в кривошипно-шатунном механизме поршневых ДВС // Молодой ученый. — 2016. — №10. — С. 231-234.
42. Пыхтин, А., Козлов С. Выбор сплава для изготовления поршня две / А. Пыхтин, С. Козлов // Наука. Техника. Жизнь. - 2015 - С. 1-4
43. Шабанов, А. Износ двигателя/ Шабанов А.//За рулём - 2000.
44. Владимиров, И. Моточасы показательнее километража / Владимиров И. II Клаксон - 2007 - №8 - 5 с.
45. Кузнецов, Е.С. Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и дополн. / Е. С. Кузнецов, А. П. Болдин, В. М. Власов и др. - М.: Наука, 2001. - 535c.
46. Протасов, С. Советы по профилактическому техобслуживанию спецтехники / С. Протасов II Основные Средства. - 2011— №1 .-С. 7-10.
47. Кравченко, Кравченко, С.М. Техническая эксплуатация строительных машин [Текст]: учебное пособие для вузов / С.М. Кравченко, А.В. Устинов. - Томск: Изд-во ТСАСУ, 2006. - 144 c.-ISBN 5-93057-179-1
48. Князьков, А.Н. Разработка методики автоматизированного проектирования нормативов системы технического обслуживания и ремонта автомобилей [Текст] : дис... канд. техн, наук : 05.22.10 / А.Н. Князьков ; Красноярский гос. технический ун-т. — Красноярск, 2004. - 235 с.
49. Устименко В. С. Новая методика расчета периодичности технического обслуживания и капитального ремонта // Грузовик &. 1997. - №5.- с.25-27
50. Катаргин В.Н. Разработка методики проектирования режимов технического обслуживания газобаллонных автомобилей, работающих на сжатом природном газе [Текст] : дис. ... канд. техн, наук : 05.22.10 / В.Н. Катаргин. - М., 1987. - 288 с.
51. Макарова, А. Н. Методика оперативного корректирования нормативов периодичности технического обслуживания с учетом фактических условий эксплуатации автомобилей: автореферат дис. канд. техн, наук: 05.22.10 / Макарова Анна Николаевна. - Оренбург, 2016. - 16 с.
52. Высшая математика : учебное пособие. В 2 ч. Ч. 1 / А. В. Анкилов, П. А. Вельмисов, Ю. А. Решетников; под общей редакцией П. А. Вельмисова. — 2-е изд - Ульяновск : УлГТУ, 2011. - 250 с
53. Larry Hammer Scheduled Maintenance Can Prevent Costly Engine Repairs / Larry Hammer // - 2018.
54. Сватков М.А. Мальчиков С.В Учёт условий эксплуатации при корректировании Нормативов ТО и Р. (Обзор существующих актуальных методов)/ Сватков М.А. Мальчиков С.В. Проспект свободный — 2017
55. С.В. Мальчиков, М.А. Сватков, И.М. Колесников, И.М. Блянкинштейн К вопросу определения фактической наработки ДВС/ С.В. Мальчиков, М.А. Сватков, И.М. Колесников, И.М. Блянкинштейн. Журнал «интеллект. Инновации. Инвестиции»
56. Сватков М.А. Мальчиков С.В Метод определения наработки ДВС с учётом нагрузки / Сватков М.А. Мальчиков С.В. Проспект свободный - 2018
57. Сапоженков, Н.О. Влияние сезонных условий на надежность элементов электрооборудования автомобилей [Текст] / Н.О. Сапоженков, А.Н. Макарова II Научно-технический вестник Поволжья. - 2014. - № 6. - С. 318— 320
58. Рыжков, А.И. Совершенствование управления качеством технического обслуживания и ремонта автомобилей [Текст] : дис. ... канд. эконом, наук : 08.00.28 / А.И. Рыжков ; Самарский гос. аэрокосмический ун-т им. Академика С.П. Королева. — Самара, 1998. - 167 с.
59. Костюченков, Н.В. Корректировка плановой периодичности технического обслуживания машин [Текст] / Н.В. Костюченков, А.И. Козак, К.Б. Бектуров // Вестник Курганской ГСХА. - 2015. - № 3. — С. 72-76.
60. Королев, А.И. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей [Текст] / А.И. Королев, Е.А. Джуромская. - М.: Транспорт, 1972. - 352 с.